ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДИНАМИКА ИССЛЕДОВАНИЙ СМЕЩЕНИЙ

А. Д. Сашоерин и А.А. Панжин

Добывной Институт Уральского Разделения РАС, Екатеринбург, Россия

http://igd.uran.ru/geomech/articles/sad_001/index.htm

Аннотация: статья включает результаты экспериментальных исследований смещений динамики и деформаций в зонах разломов тектоники. Эксперименты были выполнены на трех зонах разломов, расположенных в Западной Сибири в области Сургутского города. Смещения поверхности были измерены с применением спутниковых систем GPS. Измерения были выполнены методом континуума, который контролируется инструкцией, приводит к 5 секундам, 10, 15 и 30 минутам. Эксперименты показали короткий период присутствия поверхностных колебаний в зонах разломов и на граничащих территориях. Открытие смещений динамики и деформаций кардинально изменяет концепцию о параметрах и законах формирования из деформированного напряжением  массива скалы в естественных условиях. Величины смещений и деформаций могут пробудить холмы в объектах, входящих в зону их влияния. Исследования выполнены в финансовой поддержке российского Фонда для Фундаментальных исследований (РФБР).

1. ВВЕДЕНИЕ

Человечество в своей ежедневной деятельности имело понятие о Земле как "неоплаченная земная цитадель". Сегодня все знают о движениях литосферных пластин, о движениях на таких активных ошибках как Сан-Андрис в Калифорнии, Север-Анатолискай в Турции и т.д. В других частях Земля - как окружающая среда горной промышленности, подземных структур, основание для всех видов здания и т.д. - представлена как кое-что статическое, устойчивое.

В действительности это далеко от того, чтобы быть таковым. Разломы тектоники даже низкого разряда в общей иерархии блочной конструкции массы скалы подвержены подвижности. Она не всегда имеет направленную тенденцию, и может быть представлена как колебаниями динамики, пробужденными, в то время как неизвестными процессами. Подобные противоречия существующих данных относятся к реальным процессам в земной коре с серьезной опасностью к объектам, которые появились в затронутой области подвижных образцов тектоники. Большой контраст, этих противоречий указывает на расширенные объекты, типа главных нефтепроводов и газовых линий, подземных коллекторов и т.д. Но особенно это важно для экологически опасных объектов, критическое положение, на котором мог стать причиной экологических бедствий. К ним можно отнести атомные электростанции, метрополитен и хранилища ядерных отходов.

В статье предоставлены результаты динамики исследований зон разломов, касающееся фундаментальных областей науки.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

С конца девятнадцатого столетия и до недавнего времени деформированные нарушением горные породы в геомеханике, геодинамике и других науках о Земле были представлены как что-то статическое. Представление о его параметрах, о источниках их причины, о зависимостях между влиянием напряжений и деформаций и их размеры изменилось. Но та же самая постоянная величина, которым остается – статический массив параметров усилий и деформаций в исторических интервалах времени. Динамические или медленные изменения на установленных понятиях происходят в течение длительных геологических периодов, на участках развития процессов геодинамики на коротких промежуточных периодах.

В 70-80 лет прошлого столетия в научных исследованиях часто встречаются из статей по динамике исследований параметров деформированного напряжением государства во взаимосвязанном приливно-отливными  связанными с влиянием Луны и Солнца. Сегодня во многих статьях возникает вопрос о колебаниях параметров деформированного напряжением массива. Но в практической динамике сферы усилий и деформаций не находит отражение. Это происходит по простой причине - никто не знает параметров динамических процессов: амплитуды и частоты происходящих изменений.

Во время, практика эксплуатаций главных нефтяных и газообразных линий труб и других расширенных объектов установлена, чрезвычайные разрывы на них группируются, чаще, в зонах образцов тектоники. Механизм их разрушения в этих зонах позволяет  при появлении изменений динамики в деформированном напряжением массиве и линии трубы, положенной на массив. Эти условия вызвали необходимость выполнить экспериментальные исследования динамики деформированного напряжением земного массива зон разломов.

 

4. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Динамика смещений в зонах ошибок исследовалась с применением техники спутниковой геодезии. Были измерены взаимные вертикальные и горизонтальные смещения двух марок специальных наблюдательных станций, оборудованных на исследованных районах. В этих целях комплект инструментов устойчивого Траймбл (США) использовался ряд 4600LS, включая четыре приемника GP.

Наблюдательные станции представляли систему марок с использованием ее величины. Применение марок данной величины обеспечивает возможность обзора экспериментов. На первом объекте в области нефтепровода были оборудованы 15 марок наблюдений, и на вторых 13.

Размеры были выполнены на технике отличительных GPS в непрерывном способе с периодичностью 5 секунд, 10, 15 и 30 минут. Одновременно в наблюдениях было 4 приемника, расположенных на 4 марках. Это обеспечило контроль измерений длин и уравнивания в 6 векторах. Всего были выполнены измерения на 29 векторах в первом объекте и 35 векторах на втором. Длительность непрерывных наблюдений относительно каждого вектора была различной и составила с 1.5 часов до 30 часов.

Выполнение всех требований ведет к планированию и выполнению измерений, и также к постобработке экспериментальных данных, обеспечивает точность определения взаимного положения двух приемников в пределах 1-3 мм. В течение выполнения размеров был выполнен специальные правила, подтверждающие указанную точность.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

 Деформации векторов наблюдательных станций в столах даются в абсолютных и относительных величинах. Для горизонтальных деформаций это изменение векторной длины и относительное удлинение. Для вертикальных деформаций это изменение превышений, ограничивающих данную величину отмечает и изменение наклона.

Поскольку эксперемент не закончен, то не показано существенное смещение зон деформаций по векторам относительно тектонических разламов. Вероятно они выявятся при последующих исследованиях и накоплении экспериментальной информации.

6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Полученные экспериментальных данных о наличии динамической формы движений в зонах разломов, вызванные ими переменные деформации и движения влекут за собой серьезный фундаментальные последствия и проблемы. В фундаментальной области они, прежде всего, связаны с ухудшением данных о естественном массиве.

Наличие динамической силы в зонах разрывов тектоники, какой, очевидно, имеет эндогенное происхождение, вызывает много особенностей в развитии и существовании деформированного напряжением не только в частях массива, но и в целом массиве. Но это выходит за рамки данной статьи и, возможно, будет служить темой других исследований.

Трудно оценить роль динамических деформаций в сфере этой проблемы. Согласно полученным результатам, строительство будет подвергнуто не меньше чем 500000 погрузок циклов в один год. Прежде всего расширенные подземные объекты, типа газопроводов и нефтепроводов, водных линий, магистраль, канализации, метрополитены и т.д. выставлены воздействию динамических деформаций.